Tăng trưởng fitoplankton, tiêu thụ vi sinh vật ăn tảo, và chu trình carbon trong các hệ thống biển

Chúng tôi trình bày một phân tích về tác động toàn cầu của các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ (microplanktonic grazers) đến fitoplankton biển và những hệ quả của nó đối với các quá trình tái khoáng hóa trong cộng đồng vi sinh vật. Dữ liệu được thu thập từ một cuộc tìm kiếm tài liệu rộng rãi, thu được 788 ước tính tỷ lệ cặp về tăng trưởng tự dưỡng (µ) và tiêu thụ vi sinh vật ăn tảo (m) từ các thí nghiệm pha loãng. Từ các nghiên cứu trong đó trữ lượng fitoplankton được đo bằng đơn vị carbon, chúng tôi cho thấy rằng ước tính sản xuất từ các thí nghiệm pha loãng là một tham số đại diện hợp lý (r = 0.89) cho sản xuất được xác định theo phương pháp chuẩn ¹⁴C. Tỷ lệ m: µ, tỉ lệ sản xuất sơ cấp (PP) bị tiêu thụ bởi các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ, cho thấy rằng sự tiêu thụ của vi sinh vật ăn tảo nhỏ là nguồn chính gây ra tỷ lệ tử vong của fitoplankton trong đại dương, chiếm 67% mức tăng trưởng hàng ngày của fitoplankton cho toàn bộ tập dữ liệu. Tỷ lệ này thay đổi một cách khiêm tốn giữa các môi trường và vùng biển khác nhau, với các trung bình dữ liệu dao động từ 60% cho các môi trường ven biển và vùng cửa sông đến 70% cho các đại dương mở, và từ ~59% cho các hệ thống ôn đới, cận cực và cực đến 75% cho các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Với các ước lượng về nhu cầu trao đổi chất của các loài vi sinh vật ăn tảo nhỏ và giả định rằng chúng tiêu thụ hầu hết sản xuất của vi khuẩn, các ước lượng trung bình theo vùng về hô hấp của protista là 35-43% sản xuất hàng ngày (PP) cho mức tiêu thụ đầu tiên hoặc 49-59% của PP cho ba bậc chuỗi thức ăn. Các đóng góp ước tính của các loài vi sinh vật ăn tảo đến tổng hô hấp của cộng đồng có cùng độ lớn với hô hấp của vi khuẩn. Do đó, sự khác biệt tiềm năng giữa các hệ sinh thái trong hoạt động của vi sinh vật ăn tảo nhỏ hay cấu trúc dinh dưỡng là một điểm không chắc chắn lớn đối với các mô hình địa hóa sinh học nhằm dự đoán vai trò của cộng đồng vi sinh vật trong chu trình carbon chỉ từ các tham số vi khuẩn.